西安南郊隋墓出土青铜壶的保护修复与相关问题探讨

在保存状况调查与评估的基础上,以最大限度揭示相关考古信息为目标,对新出土的一件隋代铜壶进行了保护修复研究。在整个保护修复过程中,涉及到的观察分析与研究方法包括:光学显微观察(OM)、X光探伤(XR)、X-射线荧光(XRF)、扫描电镜能谱分析(SEMEDS)等,由此可以对这件铜壶的材质和制作工艺有所了解。最后对关于出土文物的保护修复原则等相关问题进行了讨论。     

北京延庆岔道城明代城墙灰浆失效因素研究

古代砖砌墙体多用灰浆作为黏结材料,其老化失效是墙体损毁的重要原因之一.本文应用红外热成像仪、X-射线荧光分析仪、X-射线衍射仪和离子色谱仪等,分析了北京市延庆地区明代岔道城遗址灰浆及其保存环境状况,通过模拟老化试验探讨了影响其长期保存的主要因素,为此类砖砌墙体保护与维修提供依据.     

广东“南澳Ⅰ号”明代沉船出水铜器腐蚀产物分析

由于海水环境中含有大量氯化物,海洋出水铜器在出水前已发生腐蚀,生成铜的氧化物及氯化物等。本文以广东"南澳Ⅰ号"明代沉船出水的22件铜器残片为研究对象,运用X-射线荧光仪(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜与能谱仪(SEM-EDS)等分析其腐蚀产物和矿物组成,结果表明腐蚀产物主要为铜的碱式氯化物,如Cu2(OH)3Cl和Cu(OH)Cl等,与国外已有研究成果类似,但Cu(OH)Cl在国外海洋出水铜器腐蚀产物中并不常见。     

广西玉林市博物馆馆藏七件铜鼓的初步分析研究

迄今已有2 700多年历史的铜鼓,是南方少数民族地区节日、喜庆、兵事、婚丧、祭祀、礼乐等场合使用的一种重器。为了对锈蚀状况做出科学的现状评估,为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导,对玉林市博物馆馆藏7件铜鼓综合运用了体视显微镜、金相显微镜、激光显微拉曼光谱仪(RS)和环境扫描电镜及能谱仪(ESEM-EDAX)等仪器进行了金相组织和合金成分分析以及锈蚀产物的分析。分析结果显示:7件器物皆为泥范铸造成型,未见热、冷加工处理现象。7件铜鼓皆为铅锡青铜合金,总体呈低锡高铅的特点。组织形态呈典型α固溶体树枝晶偏析,锡含量处于6.0%～12.2%,分布较为集中,处于中等含量水平(5%≤Sn15%);铅含量处于14.4%～28.2%,铅含量普遍较高且分布较为集中,处于中高铅(10%≤Pb15%)和高铅含量(Pb≥15%)水平,合金中高铅含量配比应为工匠有意合金配比选择;铜鼓的腐蚀类型为α固溶体富铜相优先腐蚀,保存环境主要是富氧、少氯,铜鼓表面锈蚀产物主要为绿色孔雀石和蓝色蓝铜矿以及氧化物,有少量白色白铅矿。在保护修复工作中对于这些无害锈可保留,不予处理,并注重防氧。对于铜鼓表面夹杂泥土,需进行清洗去除。研究结果可为器物保护修复技术路线的制定和修复工作的开展提供科学指导。     

重庆大足石刻舒成岩砂岩本体表面风化产物研究

针对重庆大足舒成岩摩崖造像和岩体富集灰尘部位出现的粉化伴随着层状剥落现象,采用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线荧光光谱仪(XRF)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、环境扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子谱(XPS)对岩石、岩体风化产物与灰尘样品进行了组成结构表征研究。研究发现灰尘和有害气体干沉降过程中酸性物质能够导致砂岩中钙质胶结物发生溶解,伴随着各种盐类结晶应力,导致岩石表层发生风化。研究成果为西南地区石窟寺保护提供了重要参考数据。     

一件魏晋时期铜镜的保护研究

为了对出土于敦煌佛爷庙湾的一件魏晋时期的铜镜进行保护研究,对其病害特征进行了描述,并对其锈蚀产物进行了检测分析.首先绘制了这件铜镜的病害图;采用湿法化学分析、便携式X荧光光谱仪(XRF)、X射线探伤仪、激光共焦显微拉曼光谱仪(RAMAN)、多晶X射线衍射仪(XRD)和同步热分析仪(TG-DSC)等方法,对铜镜的材质、纹饰及主要锈蚀产物进行了定性分析检测.检测结果表明,该铜镜的材质为铜锡铅三元合金;镜背覆盖着精美的龙纹;铜镜的锈蚀产物中都含有碱式氯化铜,并将这些分析结果用于制定铜镜的保护方案.     

甘肃武威磨咀子出土汉代彩绘木马颜料 分析与修复保护

武威磨咀子考古出土的汉代彩绘木马,不仅数量多,而且形体较大,具有河西汉马的典型特征;根据彩绘木马的材质状况,其类型属于潮湿而糟朽木器,急需进行修复保护。为此,针对目前彩绘木马的保存现状,本修复工作运用现代X-射线衍射分析技术,对木马彩绘颜料进行了分析,物相结果表明:黑色为墨,白色为石膏,红色为朱砂、铅丹。同时遵循原始制作工艺,选用汉代棺板木作为复原材料对残缺部件进行了复原修复,采用无色、透明的有机玻璃(MMA)材料为其制作了辅助支撑底座,使用Paraloid B-72试剂对表面严重糟朽木质、彩绘层实施加固,使用聚醋酸乙烯酯对脱落部件实施粘接,利用原始铆眼套合与加楔技术对木马部件进行了组装;最后,通过安装辅助支撑底座使受损彩绘木马得到了妥善保护,修复取得良好效果。     

山东青州香山汉墓出土西汉彩绘陶器腐蚀病害及其机理分析

为保护山东青州香山汉墓出土大量精美的西汉彩绘陶器,针对出土器物的腐蚀病害现状,运用X-射线衍射分析和偏光显微分析等技术手段,对出土彩绘陶器表面的白色盐分产物和陶片本体进行了检测。检测结果表明,表面盐分产物成分为碳酸钙和硫酸钙;该批陶器烧制材料主要由砂屑及粘土构成,所用粘土为岩土矿长期风化的积聚产物;制作工艺以模为主,模、塑结合;并结合以上的几种分析结果对其腐蚀病害及产生机理进行了论述,发现陶器表面风化是云母类矿物内部化学键断裂以及保存环境中的可溶盐的破坏应力所致。本研究结果为彩绘陶器保护修复提供了科学依据。     

天梯山石窟9窟彩塑与壁画地仗矿物 及颜料分析

天梯山石窟,即北凉石窟,在国内史学界誉为中国古代石窟鼻祖。据考证,9窟彩塑与壁画制作始于唐代,后经历代多次重绘。针对目前彩塑与壁画的保存现状及需要修复的状况,本研究运用现代分析仪器与技术,对9窟现存的彩塑、壁画进行了科学分析。其中,对彩塑及壁画地仗土层矿物进行了X射线衍射分析,对重层彩绘颜料进行了X射线衍射、X射线荧光分析;另外,对清理彩塑地仗时发现的植物茎秆及附属物,采用偏光显微分析技术进行了材质鉴定。分析和鉴定结果表明:9窟现存彩塑及壁画地仗土层具有相同的矿物组成,基本包括石英、长石(斜长石、少量的K-长石)、云母(白云母、绿泥石、伊利石、斜绿泥石)、方解石、少量石膏,并确定植物茎秆材质为稻草;在使用的彩绘中,黑色为墨,红色颜料有朱砂、铅丹和铁红,蓝色颜料为石青,白色颜料以方解石为主,有少量的石膏。本结果可为后期天梯山石窟的全面复原修复提供参考资料。     

关于青铜文物深层有害锈形成与转化的分析研究

为了长久保存馆藏青铜文物,有效转化深层有害锈氯化亚铜,以仿古青铜试样为对象,应用循环伏安法、恒电位极化法等电化学实验来研究青铜在模拟中性土壤介质溶液中的电化学行为,应用X-射线衍射(XRD)、共聚焦激光Raman显微分析检测其腐蚀产物的主要物相。结果表明,氧化过程是生成有害锈氯化亚铜的反应,还原过程是氯化亚铜还原成铜的反应。运用扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)进行形貌观察和微区腐蚀产物成分分析。对氯化亚铜在不同湿度环境下的变化进行了跟踪观察。由此,为除去青铜文物深层有害锈氯化亚铜所做的一系列探讨将在博物馆藏品保护方面具有一定应用价值。     

世界铜鼓之王——北流型101号铜鼓铸造工艺研究

体大壁薄的世界铜鼓之三──北流型101号铜鼓是世界上迄今所见最大的一面铜鼓,具有相当大的铸造难度。本文对北流型101号铜鼓的内外陶范及鼓耳的制作方法、内范结构、在外范上直接制作纹饰的方式、浇注工艺和垫片的使用等古代铸造工艺进行了研究。还探讨了该铜鼓的结构特征及鼓足残缺的成因。     

应用电位活化理论研究青铜器的腐蚀与保护(二)——关于多孔氧电极的加速腐蚀机理研究

为了探讨铜盐等腐蚀产物对青铜器腐蚀的影响,采用腐蚀膏试验和微电极测试腐蚀电流的方法研究了氯化亚铜、碱式氯化铜、碱式碳酸铜等对青铜试片和铜电极腐蚀的影响,得出氯化亚铜是加速青铜器腐蚀的最有害物质的结论。红外光谱分析表明,以苯骈三氮唑为主钝化剂的高效防护剂同时改变了氯化亚铜的结构,起到了有效抑制青铜器腐蚀的作用。应用电位活化理论阐述了青铜器粉状锈小孔腐蚀的电化学行为,提出了氯化亚铜加速青铜器腐蚀的多孔氧电极催化模型。     

古代含砷麻江型铜鼓研究

为研究古代麻江型铜鼓的成分、工艺和矿料来源及麻江型铜鼓与遵义型铜鼓的发展源流关系,本研究采用扫描电镜能谱分析、金相显微镜分析和铅同位素比值分析等方法,对所取4面含砷麻江型铜鼓进行分析研究。结果表明其为Cu-Sn-As-Pb四元合金。同时结合文献研究可知,古代麻江型铜鼓中含砷的情况较为普遍,且含量较高。将该4面麻江型铜鼓与含砷遵义型铜鼓进行成分及铅同位素比值对比及地缘、矿产进行相关研究可知,含砷的两种类型铜鼓存在着一定的源流关系,并且含砷的两种类型铜鼓的矿料可能来源于云南文山地区与广西百色地区一带。     

青铜粉状锈生长过程的跟踪观测

在自制Cu－Sn－Pb合金表面施加腐蚀液,分别采用扫描电镜,透射电镜,红外反射光谱,红外光声光谱和显微光密度放大等仪器分析技术,跟踪观察粉状锈的生长发展过程。发现：锈蚀首先从表面棱角处发生;Cu首先生成一价锈CuCl,然后继续氧化生成二价锈Cu2（OH）3Cl;初期形成的粉状锈颗粒度极细,仅为纳米量级;常温下生锈速度十分迅速,因此粉状锈对青铜器的破坏性极大。文章对所观测到的现象进行了讨论,对锈体粒子大小及生长速度作了半定量分析。     

重庆忠县洞天堡墓地出土西汉青铜钫的腐蚀研究

为了解重庆洞天堡墓地出土青铜器的保存状况、腐蚀产物种类和埋藏环境特征等,并探索其锈蚀成因,为即将进行的保护修复工作提供科学的依据,利用三维视频显微镜、激光共聚焦拉曼光谱仪和扫描电子显微镜等对重庆忠县洞天堡墓地出土青铜钫残片进行微观形貌观察和锈蚀物结构成分分析,并利用X射线荧光和微生物分析技术对青铜钫附着土壤进行成分和微生物分析。结果表明:该青铜钫锈蚀物含孔雀石、白铅矿、铅钒、磷氯铅矿、砷铅矿和赤铜矿等;外层锈蚀存在磷和氯元素富集现象;土壤中的磷、硫和氯等元素向青铜器迁移,青铜器中铜、锡和铅元素因腐蚀向土壤中流失;附着土富含多种真菌类微生物,促进了磷氯铅矿和砷铅矿的形成。     

Non-destructive characterization of archeological Cu-based artifacts from the early metallurgy of southern Portugal

In this study, Monte Carlo (MC) simulations combined with energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) spectroscopy have been used to characterize non-destructively a collection of Cu-based artifacts recovered from two archeological sites in southern Portugal: (a) the Chalcolithic E.T.A.R. site of Vila Nova de Mil Fontes and (b) the Middle Bronze Age site of Quinta do Estácio 6. The metal artifacts show a multilayered structure made up of three distinct layers: (a) brownish carbonate soil-derived crust, (b) green oxidized corrosion patina, and (c) bulk metal. In order to assess the reliability of the EDXRF-based Monte Carlo simulations to reproduce the composition of the alloy substrate in archeological bronze artifacts without the need to previously remove the superficial corrosion and soil derived patinas, EDXRF analysis together with scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) was also performed on cleaned and patina-/crust-coated areas of the artifacts. Characterization of the mineralogical composition of the corrosion products in the surface patinas was further determined by means of X-ray diffraction (XRD). Results suggest that the adopted EDXRF/Monte Carlo protocol may represent a safe and fast analytical approach in the quantitative characterization of the bulk chemical composition of Cu-based metal artifacts even in the presence of fairly thick corrosion patinas and/or soil-derived encrustations at the surface of the archeological objects.     

青铜病的发生与小孔腐蚀的关系

青铜病的产生与青铜器铸件本身的缺陷所产生的小孔腐蚀有一定的关系,小孔腐蚀可以解释青铜病的腐蚀现象。根据小孔腐蚀的特征,采用激振除锈垢和化学溶液相结合的方法,可以提高对青铜病的处理效果。进一步深入对小孔腐蚀的研究是解决青铜病问题的方向。     

浙江瓯海出土一件西周青铜器腐蚀成因研究

为研究浙江温州瓯海M24墓出土的一件青铜器的腐蚀成因,采用扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、离子色谱分析仪（HPIC）等,对青铜剑腐蚀产物及其埋藏土壤进行了分析。结果表明,青铜剑已严重腐蚀,铜元素大量流失形成以锡元素为主的腐蚀产物。通过测量模拟瓯海土壤环境下的自腐蚀电位并参照CuH₂O体系的电位-pH图,推导出了浙江瓯海出土一件西周青铜器腐蚀反应历程。研究结果对类似出土文物有参考价值。